Kiến thức chung về vấn đề tản nhiệt

Việc màn hình LED ngoài trời bị hỏng là điều không ai mong muốn. Nhưng đây là một trong những vấn đề thường gặp và không thể tránh khỏi. Kết quả là, độ tin cậy của màn hình hiển thị giảm xuống. Vì vậy, việc giải quyết vấn đề tản nhiệt của màn hình led là một phần rất quan trọng trong quá trình sản xuất màn hình led. Vậy loại thiết kế nào có thể giảm chi phí và nâng cao hiệu quả?
1. Kiến thức liên quan về thiết kế tản
nhiệt Hai định luật cơ bản của sự truyền nhiệt: nhiệt lượng truyền từ vùng có nhiệt độ cao sang vùng có nhiệt độ thấp; nhiệt lượng do vùng có nhiệt độ cao tỏa ra bằng nhiệt lượng do vùng có nhiệt độ thấp hấp thụ.
Có ba cách truyền nhiệt cơ bản: dẫn nhiệt, đối lưu và bức xạ.
Sự dẫn nhiệt: Sự dẫn nhiệt của chất khí là kết quả của sự va chạm của các phân tử chất khí khi chúng chuyển động không đều. Sự dẫn nhiệt trong vật dẫn kim loại chủ yếu được thực hiện nhờ sự chuyển động của các êlectron tự do. Sự dẫn nhiệt trong chất rắn không dẫn điện được thực hiện nhờ sự dao động của cấu trúc mạng tinh thể. Cơ chế dẫn nhiệt trong chất lỏng chủ yếu dựa vào tác dụng của sóng đàn hồi.
Đối lưu: là quá trình truyền nhiệt gây ra bởi sự dịch chuyển tương đối giữa các phần khác nhau của chất lưu. Đối lưu chỉ xảy ra trong chất lưu, và nó phải kèm theo hiện tượng dẫn nhiệt. Quá trình trao đổi nhiệt xảy ra khi chất lỏng chảy trên bề mặt của một vật được gọi là quá trình truyền nhiệt đối lưu. Sự đối lưu gây ra bởi mật độ khác nhau của các phần nóng và lạnh của chất lưu được gọi là đối lưu tự nhiên. Nếu chuyển động của chất lưu do ngoại lực (quạt, v.v.) gây ra thì gọi là đối lưu cưỡng bức.
Bức xạ: Quá trình một vật chuyển cơ năng của nó dưới dạng sóng điện từ được gọi là bức xạ nhiệt. Năng lượng bức xạ truyền năng lượng trong chân không, và có sự chuyển đổi dạng năng lượng, tức là nhiệt năng được chuyển thành năng lượng bức xạ và năng lượng bức xạ được chuyển thành nhiệt năng.
Khi lựa chọn phương pháp tản nhiệt, cần xem xét các yếu tố sau: mật độ thông lượng nhiệt, mật độ công suất thể tích, tổng công suất tiêu thụ, diện tích bề mặt, thể tích, điều kiện môi trường làm việc (nhiệt độ, độ ẩm, áp suất không khí, bụi, v.v.) của đèn led trưng bày.
Theo cơ chế truyền nhiệt, có làm mát tự nhiên, làm mát bằng không khí cưỡng bức, làm mát trực tiếp bằng chất lỏng; làm mát bay hơi; làm mát nhiệt điện; truyền nhiệt ống nhiệt và các phương pháp tản nhiệt khác.
So sánh một số phương pháp tản nhiệt phổ biến như sau:
làm mát tự nhiên, làm mát bằng gió cưỡng bức, làm mát trực tiếp bằng chất lỏng, làm mát bay hơi,
công suất tỏa nhiệt W / cm? (Khi nhiệt độ tăng là 40 ℃) 0.040.30.61.1
Dễ dàng hơn, dễ dàng hơn, khó khăn hơn và khó thực hiện
Trọng lượng hoặc khối lượng khá cao , trung bình và thấp,
tiếng ồn hoặc rung được không cao, thấp,
tiêu thụ điện năng là không cao, thấp,
chi phí là thấp, trung bình và cao,
bảo trì dễ dàng, dễ dàng hơn , khó hơn và khó hơn
Như bảng trên có thể thấy, hiệu quả tản nhiệt của làm mát tự nhiên là tương đối nhỏ, Hiệu quả tản nhiệt của làm mát bay hơi là tương đối lớn. Cơ thể con người đổ mồ hôi và hạ nhiệt bằng phương pháp làm mát bay hơi.
Thứ hai, phương pháp thiết kế tản nhiệt của màn hình led
Từ ứng dụng thực tế, chúng ta biết rằng bên trong màn hình led tỏa nhiều nhiệt hơn và các linh kiện điện tử tỏa nhiều nhiệt hơn là: LED, IC điều khiển và bộ nguồn chuyển mạch. Vì vậy, cần thiết kế tản nhiệt của màn hình LED để tạo ra một đường dẫn nhiệt thấp giữa nguồn nhiệt và môi trường bên ngoài để đảm bảo quá trình truyền nhiệt diễn ra suôn sẻ.
Khi nhiệt độ của vật thấp hơn 1800 ℃, bước sóng bức xạ nhiệt có ý nghĩa trong khoảng 0,38 ~ 100μm và phần lớn năng lượng nằm trong dải hồng ngoại 0,76 ~ 20μm. Trong dải ánh sáng nhìn thấy, tỉ lệ giữa năng lượng bức xạ nhiệt không lớn. Do đó, nội thất của màn hình led có thể được phủ với nhiều màu sắc khác nhau theo ý muốn. Mặt ngoài của màn hình LED tiếp xúc trực tiếp với ánh nắng mặt trời nên sơn màu sáng để tránh hiện tượng hấp thụ ánh sáng.
Xem xét việc sử dụng màn hình led, phương pháp làm mát tự nhiên được sử dụng cho màn hình cho thuê và màn hình lắp đặt cố định trong nhà, và phương pháp làm mát bằng không khí cưỡng bức được sử dụng cho màn hình lắp đặt cố định ngoài trời.
Màn hình led lắp đặt cố định ngoài trời, khi lắp cả màn hình cần quan tâm đến thiết kế tản nhiệt. Hạn chế bởi vị trí lắp đặt, do mức tiêu thụ điện của màn hình led giảm nên ngày càng có nhiều khách hàng lắp đặt màn hình led trần trụi ngoài trời mà không có các biện pháp tản nhiệt phụ trợ khác. Đối với những màn hình LED cỡ lớn thì chỉ có tác dụng làm mát và tản nhiệt tự nhiên, khả năng tản nhiệt tương đối kém. Vì vậy, thiết kế tản nhiệt của hộp màn hình LED đặc biệt quan trọng. Xem xét từ nhiều khía cạnh như độ tin cậy của hộp màn hình LED, chi phí bảo trì, v.v., làm mát đối lưu cưỡng bức bằng quạt là cách tốt hơn để tản nhiệt.
Khu vực trao đổi nhiệt giữa các bộ phận điện tử sưởi ấm và không khí lạnh, và chênh lệch nhiệt độ giữa các bộ phận điện tử sưởi ấm và không khí lạnh, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả tản nhiệt. Điều này liên quan đến việc thiết kế lượng không khí đi vào hộp màn hình LED và thiết kế ống dẫn khí. Khi thiết kế các ống thông gió, cố gắng sử dụng các ống thẳng để vận chuyển không khí và tránh những khúc cua, khúc cua gấp. Các ống thông gió cần tránh giãn nở đột ngột hoặc co lại đột ngột. Không mở rộng góc mở quá 20? , Góc co của hình nón không được lớn hơn 60? . Các ống thông gió phải được bịt kín hết mức có thể, và tất cả các phần chồng lên nhau phải theo hướng của dòng chảy.
Xem thêm: màn hình LED hội trường
Khi thiết kế tủ trưng bày đèn led có một số điểm cần lưu ý: cửa hút gió nên đặt ở mặt dưới của tủ nhưng không được đặt quá thấp để tránh bụi bẩn và nước vào tủ được lắp đặt dưới đất. Lỗ thoát khí nên được bố trí gần mặt trên của hộp. Không khí phải lưu thông từ dưới lên trên của hộp, và nên sử dụng các lỗ hút hoặc thoát khí đặc biệt. Không khí làm mát phải được phép chạy qua các bộ phận điện tử tạo nhiệt, và dòng không khí phải được ngăn chặn hiện tượng đoản mạch. Bộ lọc nên được lắp đặt ở đầu vào và đầu ra của không khí để ngăn các mảnh vỡ lọt vào hộp. Thiết kế nên đối lưu tự nhiên giúp đối lưu cưỡng bức. Khi thiết kế, hãy đảm bảo rằng cửa gió vào và cửa gió thoát ra xa nhau. Tránh sử dụng nhiều lần không khí làm mát. Có tính đến các yếu tố về sự giãn nở thể tích của không khí được đốt nóng, diện tích của cửa ra không khí phải gấp 1,5 đến 2 lần diện tích của cửa vào. Các bộ phận điện tử có nhiệt cao như nguồn điện chuyển mạch phải càng gần cửa hút gió càng tốt. Để đảm bảo rằng hướng của bộ tản nhiệt song song với hướng gió, bộ phận của bộ tản nhiệt không thể chặn đường gió.
Quạt được lắp đặt trong hệ thống. Do hạn chế về cấu trúc, không khí đầu vào và đầu ra thường bị chặn bởi các chướng ngại vật khác nhau và đường cong hiệu suất của nó sẽ thay đổi. Theo kinh nghiệm thực tế, cửa gió vào và ra của quạt nên cách vật cản 40mm, nếu hạn chế về không gian thì nên cách vật cản ít nhất là 20mm.
Việc lựa chọn quạt thường bị giới hạn bởi kích thước của nhiệt độ không khí đầu vào và đầu ra của quạt. Trong trường hợp hút gió, do quạt hút không khí nóng ra ngoài nên sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến tuổi thọ của quạt. Đối với các nhà sản xuất quạt, nói chung, 60 ° C được sử dụng làm điều kiện để hiệu chỉnh MTBF của tuổi thọ của quạt. Nếu nhiệt độ môi trường xung quanh của ứng dụng quạt cao hơn 60 ° C, tuổi thọ của quạt sẽ giảm một nửa sau mỗi 5 Tăng nhiệt độ ° C.
Khi cân nhắc nên sử dụng hệ thống thông gió hay thổi hơi, bạn có thể tham khảo sự so sánh giữa các phương pháp thổi và thông gió trong bảng dưới đây.
1. Nguồn cung cấp không khí không đồng đều, thổi gió có hướng nhất định, trao đổi nhiệt cục bộ mạnh, phù hợp với tình trạng tương đối tập trung các thiết bị sưởi. Việc cung cấp không khí đồng đều, phù hợp với trường hợp thiết bị sưởi được phân bổ đồng đều và ống dẫn khí phức tạp hơn.
2. Dòng không khí ra gần cửa ra của quạt chủ yếu là dòng chảy rối và dòng đi vào quạt chủ yếu là dòng tầng.
3. Quạt hoạt động ở nhiệt độ không khí thấp hơn, quạt có tuổi thọ cao hơn. Quạt hoạt động dưới nhiệt độ cao của cửa gió sẽ bị ảnh hưởng đến tuổi thọ.
4. Áp suất dương được hình thành trong thân hộp khi thổi, có thể ngăn bụi ở khe hở xâm nhập vào thân hộp. Áp suất âm được hình thành trong tủ, và bụi ở khe hở sẽ đi vào tủ.
Thiết kế tản nhiệt của mô-đun trong hộp cũng cần được xem xét. Thiết kế tản nhiệt kém sẽ khiến hiệu quả hiển thị kém và gây ra hiện tượng đốm màu. Khi đặt các thành phần tạo nhiệt trên PCB, hãy cố gắng xem xét sự phân bố nhiệt đồng đều và không tập trung các thành phần sinh nhiệt vào một phần nhất định của PCB.
Xem thêm: Báo giá màn hình LED